KR101005036B1 - 레이어된 그리고 계층적인 변조 시스템을 위한 통합 수신기 - Google Patents

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Abstract

위성 수신기는 수신 신호를 제공하기 위한 다운 컨버터와, 수신 신호를 복조하기 위한 적어도 두 개의 복조 모드를 구비하는 복조기를 포함하되, 하나의 복조 모드는 계층적인 복조이며 다른 복조 모드는 레이어된 복조이다.

Description

레이어된 그리고 계층적인 변조 시스템을 위한 통합 수신기{A UNIFIED RECEIVER FOR LAYERED AND HIERARCHICAL MODULATION SYSTEMS}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것이며 더욱 특히 위성-기반 통신 시스템에 대한 것이다.
1999년 10월 12일 라마스와미에게 주어진 미국 특허 번호 5,966,412에 기술된 바와 같이, 계층적인 변조는 기존의 레거시 수신기(legacy receiver)를 계속해서 지원하나 또한 새로운 서비스를 제공하기 위한 성장 경로(growth path)를 제공하기 위한 방식으로 위성 시스템에 사용될 수 있다. 즉, 역방향-호환성(backward-compatible) 계층적인 변조 기반의 위성 시스템은 추가적인 특징, 또는 서비스로 하여금 기존의 사용자가 새로운 위성 수신기를 구매할 필요 없이 시스템에 추가되는 것을 허용한다. 계층적인 변조 기반의 통신 시스템에서, 적어도 두 개의 신호, 예컨대 상위 레이어(UL) 신호와 하위 레이어(LL) 신호가 송신을 위한 동기식으로 변조된 위성 신호를 생성하도록 함께 추가된다. 역행 적합성을 제공하는 위성-기반 통신 시스템의 관계에서, LL 신호는 추가적인 서비스를 제공하나, UL 신호는 레거시 서비스를 제공한다. 즉, UL 신호는 효과에 있어, 이전에 송신된 것과 동일한 신호이며, 따라서 위성 송신 신호는 레거시 수신기를 구비하는 사용자에게 어떠한 영향도 주지 않고 계속해서 전개할 수 있다. 이와 같이, 이미 레거시 수신기를 갖고 있는 사용자는 사용자가 추가적인 서비스를 제공하도록 LL 신호를 복구할 수 있는 수신기, 또는 상자로 업그레이드하기로 결정할 때까지 계속해서 레거시 수신기를 사용할 수 있다.
유사한 맥락에서, 레이어된 변조 기반 통신 시스템이 또한 역행 적합한 접근법을 제공하는데 사용될 수 있다. 레이어된 변조 기반 시스템에서 적어도 두 개의 신호(역시, 예컨대 UL 신호(레거시 서비스)와 LL 신호(추가적인 신호))가 (가능하게는 서로 비동기로)동일한 캐리어로 변조된다. UL 신호와 LL 신호의 송신은 두 개의 중계기를 통해 별개로 발생하며 레이어된 변조 수신기의 프론트 엔드는 수신기에 전송된 데이터의 복구 전에 이 신호를 결합한다.
계층적인 변조 기반 신호를 수신하고 복조하기 위해 설계된 수신기는 레이어된 변조 기반 신호를 수신하고 복조할 수 없으며 그 반대로도 할 수 없다는 것이 인지되었다. 따라서, 각각의 변조 시스템을 위해 별도의 수신기가 설계 및 제작되어야 한다. 그러므로, 그리고 본 발명의 원리에 따라, 수신기는 수신 신호를 제공하기 위한 다운 컨버터와, 수신 신호를 복조하기 위한 적어도 두 개의 복조 모드를 구비하는 복조기를 포함하는데, 하나의 복조 모드는 계층적인 복조 모드이고 다른 복조 모드는 레이어된 복조 모드이다.
본 발명의 실시예에서, 위성 통신 시스템은 송신기와, 위성 중계기와, 수신기를 포함한다. 송신기는 업링크 멀티-레벨 변조 신호(계층적인 변조 또는 레이어된 변조)를 위성 중계기로 송신하는데, 이 위성 중계기는 멀티-레벨 변조 신호 다운링크를 하나 이상의 수신기로 브로드캐스팅한다. 적어도 하나의 수신기는 수신 신호를 처리하기 위한 다수의 복조 모드 중 어느 하나에서 작동할 수 있다. 특히, 수신기는 복조 모드 기능부로 수행하기 위해 복조 프로세스를 선택하는데, 다수의 복조 모드 중 적어도 두 개는 계층적인 복조 모드와 레이어된 복조 모드이며; 수신기는 이후 선택된 복조 모드에 따라 수신 신호를 복조한다.
도 1은 본 발명의 원리를 구현하는 예시적인 위성 통신 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 도 1이 위성(15)을 통한 송신 경로의 예시적인 블럭도.
도 3은 도 1의 송신기(5)에서 계층적인 변조를 이행하기 위한 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 상위 레이어와 하위 레이어에서 사용하기 위한 예시적인 심벌 배열을 도시하는 도면.
도 5는 멀티-레벨 신호를 위한 예시적인 결론적인 심벌 배열을 도시하는 도면.
도 6은 도 1의 송신기(5)에서 계층적인 변조를 이행하기 위한 다른 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 도 1의 송신기(5)에서 사용하기 위한 예시적인 레이어된 변조 실시예를 도시하는 도면.
도 8은 레이어된 변조 기반 시스템의 관계에서 위성 송신 경로의 예시적인 블럭도.
도 9는 본 발명의 원리에 따른 수신기의 예시적인 블럭도.
도 10은 본 발명의 원리에 따른 도 9의 통합 복조기/디코더(320)의 예시적인 블록도.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 원리에 따른 통합 복조기/디코더(320)의 상이한 부분의 다양한 블록도.
도 16은 예시적인 신호 공간을 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 원리에 따른 예시적인 대수-우도 룩-업 테이블(log-likelihood look-up table)을 도시하는 도면.
도 18은 예시적인 심벌 배열을 도시하는 도면.
도 19 및 도 20은 대수-우도 계산을 예시하는 도면.
도 21은 도 10의 H-L 먹스(395)의 다른 변형을 도시하는 도면.
도 22 내지 도 23은 본 발명의 원리에 따른 통합 복조기/디코더의 다른 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
도 24는 본 발명의 원리에 따른 예시적인 흐름도.
도 25는 본 발명의 원리에 따른 다른 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
본 발명의 개념 이외에, 도면에 도시된 요소는 잘 알려져 있으며, 상세히 설명되지 않을 것이다. 또한, 위성-기반 시스템에 대한 숙지가 가정되며 본 명세서에서 상세히 설명되지 않는다. 예컨대, 본 발명의 개념 이외에, 위성 중계기, 다운링크 신호, 심벌 배열, 무선(RF) 프론트 엔드, 또는 수신기부, 이를테면 저잡음 블록 다운컨버터, 전송 비트 스트림을 생성하기 위한 (동화상 전문가 그룹(MPEG)-2 시스템 표준(ISO/IEC 13818-1)과 같은) 포맷팅 및 인코딩 방법과 대수-우도 비(log-likelihood ratio)와 같은 디코딩 방법, 소프트-입력-소프트-출력(SISO: soft-input-soft-output) 디코더, 비터비 디코더는 잘 알려져 있으며 본 명세서에서 설명되지 않는다. 또한, 본 발명의 개념은 종래의 프로그래밍 기술을 사용해서 이행될 수 있는데, 이 프로그래밍 기술 또한 본 명세서에서 설명되지 않을 것이다. 마지막으로, 도면 상의 유사-번호는 유사 요소를 나타낸다.
본 발명의 원리에 따른 예시적인 통신 시스템(50)이 도 1에 도시되어 있다. 통신 시스템(50)은 송신기(5), 위성 채널(25), 수신기(30) 및 텔레비전(TV)(35)을 포함한다. 아래에서 더욱 상세히 설명되나, 다음 내용은 송신 시스템(50)의 간단한 개관이다. 송신기(5)는 신호(4-1 내지 4-K)로 나타나는 바와 같은 다수의 데이터 스트림을 수신하며 위성 송신 채널(25)에 멀티-레벨 변조 신호(6)를 제공한다. 예시적으로, 이들 데이터 스트림은 위성 TV 시스템의 제어 신호, 콘텐츠(예컨대, 비디오) 등을 나타내며 서로 무관하거나, 서로 관련있거나, 이들의 조합일 수 있다. 멀티-레벨 변조 신호(6)는 계층적인 변조 기반 신호 또는 K개의 레이어를 구비하는 레이어된 변조 기반 신호 중 하나를 나타내는데, K ≥2이다. "레이어"와 "레벨"이라는 용어는 본 명세서에서 번갈아 사용된다는 점이 주목되어야 한다. 위성 채널(25)은 송신 안테나(10), 위성(15) 및 수신 안테나(20)를 포함한다. 송신 안테나 (10)(육상 송신국을 나타냄)는 업링크 신호(11)로서 멀티-레벨 변조 신호(6)를 위성(15)에 제공한다. 도 2를 간략하게 참조하면, 신호를 위한 위성(15)을 통한 송신 경로의 예시적인 블록도가 도시되어 있다. 위성(15)은 입력 필터(155), 트래블링 웨이브 튜브 증폭기(TWTA)(165) 및 출력 필터(175)를 포함한다. 업링크 신호(11)는 우선 입력 필터(155)에 의해 필터링된 후에, TWTA(165)에 의한 재송신을 위해 증폭된다. TWTA(165)로부터의 출력 신호는 이후, 다운링크 신호(16)(일반적으로 업링크 신호와 상이한 주파수임)를 제공하기 위해 출력 필터(175)에 의해 필터링된다. 이와 같이, 위성(15)은 다운링크 신호(16)를 통해 수신 업링크 신호의 브로드캐스트 영역으로의 재송신을 위해 제공한다. 이러한 브로드캐스트 영역은 일반적으로 미리 정해진 지리 영역 예컨대, 미국 대륙의 일부를 커버한다. 다시 도 1로 돌아가면, 다운링크 신호(16)는 수신 안테나(20)에 의해 수신되는데, 이 수신 안테나(20)는 수신 신호(29)를 수신기(30)에 제공하며, 이 수신기(30)는 TV 상에서의 시청을 위해, 신호(31)를 통해 TV(35)에 예컨대 콘텐츠를 제공하기 위해 본 발명의 원리에 따라 수신 신호(29)를 복조 및 디코딩한다. 본 명세서에서 설명되지 않았으나 송신기(5)가 채널에서의 비선형성을 보상하기 위해 송신 전에 신호를 추가적으로 왜곡시킬 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
위에서 주목된 바와 같이, 이러한 설명의 맥락에서, 멀티-레벨 변조 신호(6)는 계층적인 변조 기반 신호 또는 레이어된 변조 기반 신호 중 하나를 나타낸다. 전자의 경우에, 송신기(5)를 위한 예시적인 블록도가 도 3에 도시되어 있다; 한편 후자의 경우에 송신기(5)를 위한 예시적인 블록도가 도 7에 도시되어 있다. 이러한 설명의 나머지에서, 두 개의 데이터 스트림 즉, K=2가 존재한다는 것이 예시적으로 전제된다. 본 발명이 K=2에 제한되는 것이 아니며, 사실상 신호(4-1)와 같은 특정 데이터 스트림이 다른 데이터 스트림 집합(미도시)을 이미 나타낼 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
우선 도 3을 보면, 송신기(5)에서 사용하기 위한 예시적이고 계층적인 변조 송신기가 도시되어 있다. 계층적인 변조는 동기 변조 시스템으로 간단히 설명되는데, 이 동기 변조 시스템에서 하위 레이어 신호는 고차 변조 알파벳(a higher order modulation alphabet)을 생성하도록 상위 레이어 신호로 동기적으로 임베디드된다.
도 3에서, 계층적인 변조 송신기는 UL 인코더(105), UL 변조기(115), LL 인코더(110), LL 변조기(120), 곱셈기(또는 증폭기)(125 및 130), 결합기(또는 가산기)(135) 및 업 컨버터(140)를 포함한다. 상위 레이어(UL) 경로는 UL 인코더(105), UL 변조기(115) 및 증폭기(125)에 의해 나타난다; 한편 하위 레이어(LL) 경로는 LL 인코더(110), LL 변조기(120) 및 증폭기(130)에 의해 나타난다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "UL 신호"는 UL 경로 내의 임의의 신호를 나타내며, 문맥으로부터 명백할 것이다. 예컨대, 도 3의 문맥에서, 이는 하나 이상의 신호(4-1, 106, 116 및 126)이다. 유사하게, 용어 "LL 신호"는 LL 경로 내의 임의의 신호를 나타낸다. 역시, 도 3의 문맥에서, 이는 하나 이상의 신호(4-2, 111, 121 및 131)이다. 또한, 각각의 인코더는 공지의 에러 검출/정정 코드(예컨대, 컨벌루션 또는 트렐리스 코드; 연쇄 순방향 에러 정정(FEC) 방식, 여기서 레이트 1/2, 2/3, 4/5 또는 6/7 컨벌루션 코드가 내부 코드로 사용되며, 리드 솔로몬 코드가 외부 코드로 사용된다; LDPC 코드(저밀도 패리티 체크 코드); 등.)를 이행한다. 예컨대, 일반적으로 UL 인코더(105)는 컨벌루션 코드 또는 쇼트 블록 코드(a short block code); 한편 LL 인코더(110)는 터보 코드 또는 LDPC 코드를 사용한다. 본 설명의 목적으로, LL인코더(110)는 LDPC 코드를 사용한다는 것이 전제된다. 또한, 컨벌루션 인터리버(미도시)가 또한 사용될 수도 있다.
도 3으로부터 관측되는 바와 같이, 신호(4-2)가 LL 인코더(110)에 인가되는데, 이 LL 인코더(110)는 인코딩된 신호(111)를 LL변조기(120)에 제공한다. 마찬가지로, 신호(4-1)가 UL 인코더(105)에 인가되는데, 이 UL 인코더(105)는 인코딩된 신호(106)를 UL 변조기(115)에 제공한다. 인코딩된 신호(106)는 심벌 구간(T) 당 N개 비트를 나타낸다; 한편 인코딩된 신호(111)는 심벌 구간(T) 당 M 비트를 나타내는데, 여기서 N은 M과 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 변조기(115 및 120)는 변조된 신호(116 및 121) 각각을 제공하기 위해 각각의 인코딩된 신호를 변조한다. 두 개의 변조기(115 및 120)가 존재할 수 있기 때문에, 변조가 UL 경로와 LL 경로에서 상이할 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 또한, 본 설명의 목적으로, UL 인코딩된 데이터 비트의 수가 두 개 즉, N=2이며 UL 변조기(115)가 신호 공간의 4개의 사분면 중 하나에 놓이는 변조된 신호(116)를 생성한다는 것이 전제된다. 즉, UL 변조기(115)는 두 개의 인코딩된 데이터 비트를 4개의 심벌 중 하나에 매핑해야 한다. 유사하게, LL 인코딩된 데이터 비트의 수가 두 개 즉, M=2가 되는 것이 또한 전제되며, LL 변조기(120) 또한 신호 공간의 4개의 사분면 중 하나에 놓이는 변조 된 신호(121)를 생성한다. UL 및 LL 모두에서 사용하기 위한 예시적인 심벌 배열(89)이 도 4에 도시되어 있다. 신호 공간(89)은 단지 예시적이며 다른 크기 및 형태의 심벌 배열이 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
그러나, UL 변조기(115)와 LL 변조기(120)으로부터의 출력 신호의 진폭이 또한 미리 정해진 UL 이득과 미리 정해진 LL 이득만큼 증폭기(125 및 130) 각각을 통해 조정된다. 하위 및 상위 레이어 신호의 이득이 신호 공간 내의 포인트의 최종적인 배치를 결정한다는 것이 주목되어야 한다. 예컨대, UL 이득은 단일값 즉, 1이 될 수 있는 한편, LL 이득은 .5가 될 수 있다. UL 신호와 LL 신호는 이후 결합된 신호(136)를 제공하는, 결합기(또는 가산기)(135)를 통해 결합된다. 따라서, 도 3의 변조기, 예컨대 증폭기(125 및 130), 및 결합기(135)는 또한 신호 공간을 효과적으로 재정렬하고 분할해서 UL 신호는 신호 공간의 4 사분면 중 하나를 지정한다; 한편 LL 신호는 신호 공간(79)에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 신호 공간의 특정 사분면의 다수의 하위사분면 중 하나를 지정한다.
실제로, 본 명세서에서, 결합된 신호 공간(79)으로도 언급되는 결론적인 신호 공간(79)은 16개의 심벌을 포함하는데, 각 심벌은 신호 공간 내의 특정 신호 포인트에 위치되며 특정한 4 비트와 연관된다. 예컨대, 심벌(83)은 4 비트 시퀀스"0 1 0 1"와 연관된다. 하위 2 비트부(81)는 UL과 연관되며 신호 공간(79)의 사분면을 지정한다; 한편 상위 2 비트부(82)는 LL과 연관되며 2 비트부(81)에 의해 지정되는 사분면의 하위사분면을 지정한다. UL 신호가 사분면을 식별하기 때문에, LL 신호는 UL 신호에 대해 효과적으로 잡음처럼 보인다는 점이 주목되어야 한다. 이 점에서, 결합된 신호 공간(79)은 개념을 나타내며 그 공간 내의 심벌간의 거리는 축척에 맞지 않는다. 도 3으로 돌아가면, 결합된 신호(136)가 업 컨버터(140)에 인가되는데, 이 업 컨버터(140)는 멀티-레벨 변조 신호(6)를 적당한 송신 주파수로 제공한다. 잠시 도 6을 보면, 송신기(5)에서 계층적인 변조를 이행하기 위한 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 도 6은 계층적인 변조기(180)가 하위 레이어 및 상위 레이어 비트를 결합된 신호 공간으로 매핑하는 것을 수행한다는 점을 제외하고 도 3과 유사하다. 예컨대, 상위 레이어는 QPSK(구조 위상-변환 키) 신호 공간일 수 있으며, 한편 하위 레이어는 BPSK(이진 위상-변환 키) 신호 공간일 수 있다: 이 경우에, 결론적인 결합된 신호 공간은 예컨대 비-균일 8-PSK 신호일 것이다.
이제 도 7을 보면, 도 1의 송신기(5)에서 사용하기 위한 레이어된 변조기의 예시적인 블록도가 도시되어 있다. 여기서, 송신기(5)의 요소는 도 3에 대해 위에서 설명된 요소와 유사하나, 송신기(5)는 두 개의 별도의 송신기 경로를 포함한다. 상위 레이어 경로는 UL 인코더(105), UL 변조기(115) 및 업 컨버터(240)를 포함한다. 하위 레이어 경로는 LL 인코더(110), LL 변조기(120) 및 업 컨버터(245)를 포함한다. 신호(4-1)는 매 상위 레이어 심벌 구간(TUL)마다 N 비트를 나타내는 인코딩된 신호(106)를 제공하기 위해 UL 인코더(105)에 의해 인코딩되며, 신호(4-2)는 매 하위 레이어 심벌 구간(TLL)마다 M을 나타내는 인코딩된 신호(111)를 제공하기 위해 LL 인코더(110)에 의해 인코딩되는데, M은 N과 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. UL 인코딩된 신호(106)는 이후 UL 변조된 신호(116)를 제공하기 위해 UL 변조기 (115)에 의해 변조되는데, 이 UL 변조된 신호(116)는 이후 업 컨버터(240)에 의해 적당한 주파수 대역으로 업 변환되며, 업 컨버터(240)는 UL 신호(6-1)를 제공한다. 유사하게, LL 인코딩된 신호(111)는 LL 변조된 신호(121)를 제공하기 위해 LL 변조기(120)에 의해 변조되는데, LL 변조된 신호(121)는 이후 LL 신호(6-2)를 제공하기 위해 업 컨버터(245)에 의해 업 변환된다. 송신기(5)는 두 개의 신호 즉, UL 신호(6-1)와 LL 신호(6-2)를 포함하는 멀티-레벨 변조된 신호(6)를 송신한다는 것이 도 7에서 관찰된다. 일반적으로 LL 신호(6-2)는 UL 신호(6-1)보다 하위 전력 레벨로 송신된다. 사실상, 레이어된 변조 방식은 일반적으로 상위 레이어 경로와 하위 레이어 경로 사이에서 신중한 전력 제어를 요구해서, 수신기에서의 복구가 의미있는 방식으로 이루어진다.
이와 같이, 그리고 이제 도 8을 참조하면, 레이어된 변조 기반 시스템에서 업링크 신호(11)는 두 개의 업링크 신호 즉, UL 업링크 신호(11-1) 및 LL 업링크 신호(11-2)를 나타낸다; 한편 다운링크 신호(16)는 두 개의 다운링크 신호 즉, LL 다운링크 신호(16-2) 및 UL 다운링크 신호(16-1)를 나타낸다. 본 예에서, 도 1의 위성(15)은 두 개의 상이한 중계기(하나는 UL 신호를 위한 것이며 다른 하나는 LL 신호를 위한 것임)를 구비하는 단일 위성 또는 두 개의 상이한 위성일 수 있다. 하나의 위성이든지 또는 두 개의 위성이든지 간에, 도 8에 도시된 바와 같이, 사실상 두 개의 위성 송신 경로가 존재한다. UL 위성 경로는 UL 입력 필터(255), UL TWTA(265) 및 UL 출력 필터(275)를 포함하는데, UL 출력 필터(275)는 UL 다운링크 신호(16-1)를 제공한다; 한편 LL 위성 경로는 LL 입력 필터(260), LL TWTA(270) 및 LL 출력 필터(280)를 포함하는데, 이 LL 출력 필터(280)는 LL 다운링크 신호(16-2)를 제공한다. 도 8의 각각의 요소는 도 2에 도시된 그리고 이전에 설명된 각각의 요소와 유사한 방식으로 기능한다.
위에서 주목된 바와 같이, 수신 안테나(20)에 의해 다운링크 신호(16)를 수신한 후에, 수신기(30)는 TV(35) 상에서 시청하기 위해 예컨대 콘텐츠를 TV(35)에 제공하기 위해 수신 신호(29)를 복조 및 디코딩한다. 본 발명의 원리에 따른 수신기(30)의 예시적인 부분이 도 9에 도시되어 있다. 수신기(30)는 프론트 엔드 필터(305), A/D 변환기(310) 및 통합 변조기/디코더(320)를 포함한다. 프론트 엔드 필터(305)는 거의 기저대역 신호를 A/D(310)에 제공하기 위해 수신 신호(29)를 다운 변환 및 필터링하는데, A/D(310)는 신호를 디지털 영역으로 변환하고 샘플 시퀀스(311)(멀티-레벨 신호(311)로도 언급됨)를 통합 복조기/디코더(320)에 제공하기 위해 다운 변환된 신호를 샘플링한다. 본 발명의 원리에 따르면, 복조기/디코더(320)는 다수의 복조 모드를 구비하는데, 복조 모드 중 적어도 두 개는 계층적인 복조 모드와 레이어된 복조 모드를 나타낸다. 특정 복조 모드의 선택은 복조 모드 신호(389)에 의해 제공되는데, 이 복조 모두 신호(389)는 예시적으로 선험적으로 설정된다. 복조 모드 신호(389)는 수신기(30)의 구성 정보(미도시)를 여러 가지 방식 중 임의의 하나 예컨대, 점퍼 설정으로 구성할 수 있는데, 수신기(30)의 구성 정보는 예컨대 TV 수상기 상에서 시청가능할 수 있으며, 그리고 예컨대 원격 제어기(미도시)를 통해 설정가능하거나 대역외 또는 대역내 발신 채널 상에 송신되는 데이터로부터 설정가능할 수 있다. 계층적인 복조 모드로 설정되는 경우, 통합 복조기/디 코더(320)는 멀티-레벨 신호(311)의 계층적인 복조를 수행하며, K 레이어 상의 멀티-레벨 신호(311)에 의해 전달되는 데이터를 나타내는 다수의 출력 신호(321-1 내지 321-K)를 제공한다. 이들 출력 신호 중 하나 이상으로부터의 데이터가 신호(31)를 통해 TV 수상기(35)에 제공된다. (이 점에서, 수신기(30)는 TV 수상기(35)로의 인가 전에 데이터를 추가적으로 처리할 수 있고/있거나 데이터를 TV 수상기(35)에 직접 제공할 수 있다.) 후술하는 예에서, 레벨의 수는 2 즉, K=2이나, 본 발명의 개념은 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 계층적인 복조 모드에서, 통합 복조기/디코더(320)는 UL 신호(321-1)와 LL 신호(321-2)를 제공한다. 전자는 이상적으로는 상위 레이어 상에서 송신되는 것, 즉 도 3의 신호(4-1)를 나타낸다; 한편 후자는 이상적으로는 하위 레이어 상에서 송신되는 것, 즉 도 3의 신호(4-2)를 나타낸다. 유사하게, 레이어된 복조 모드에서 설정되는 경우, 통합 복조기/디코더(320)는 UL 신호(321-1)와 LL 신호(321-2)를 제공하기 위해 멀티-레벨 신호(311)의 레이어된 복조를 수행하는데, LL 신호(321-2)는 이상적으로는 도 7의 신호(4-1 및 4-2)를 나타낸다.
이제 도 10을 보면, 통합 복조기/디코더(320)의 예시적인 블록도가 도시되어 있다. 통합 복조기/디코더(320)는 UL 복조기(330), 지연/등화기 요소(345), UL 디코더(335), UL 재변조기/리인코더(350), 결합기(375), LL 복조기(390), H-L 멀티플렉서(H-L 먹스)(395)(본 명세서에서 H-L 선택기(395)로도 언급됨) 및 LL 디코더(340)를 포함한다. 멀티-레벨 신호(311)는 UL 복조기(330)에 인가되는데, 이 UL 복조기(330)는 이 신호를 복조하고 그로부터 UL 캐리어 신호(332)와, 재샘플링된 멀 티-레벨 신호(316)와, 복조된 UL 신호 포인트 스트림(333)에 의해 나타나는 바와 같은 복조된 UL 신호를 제공한다. 이제 도 11을 참조하면, UL 복조기(330)의 예시적인 블록도가 도시되어 있다. UL 복조기(330)는 디지털 리샘플러(435), 정합 필터(420), 디로테이터(derotator)(425), 타이밍 복구 요소(415) 및 캐리어 복구 요소(440)를 포함한다. 멀티-레벨 신호(311)는 디지털 리샘플러(415)에 인가되는데, 이 디지털 리샘플러(415)는 UL 타이밍 신호(436)를 사용해서 멀티-레벨 신호(311)를 리샘플링하며, UL 타이밍 신호(436)는 리샘플링된 멀티-레벨 신호(316)를 제공하기 위해, 타이밍 복구 요소(435)에 의해 제공된다. 리샘플링된 멀티-레벨 신호(316)는 정합 필터(420)에 인가되며 또한 지연/등화기 요소(345)(아래에서 설명됨)에 제공된다. 정합 필터(420)는 디로테이터(425)와 위에서 언급된 타이밍 복구 요소(435) 모두에 필터링된 신호를 제공하기 위해 UL 캐리어 주파수에 대해 리샘플링된 멀티-레벨 신호(316)를 필터링하기 위한 대역-통과 필터인데, 타이밍 복구 요소(435)는 UL 타이밍 신호(436)를 생성한다. 디로테이터(425)는 디로데이트 즉, 변조된 UL 신호 포인트 스트림(333)을 제공하기 위해 필터링된 신호로부터 캐리어를 제거한다. 캐리어 복구 요소(440)는 변조된 UL 신호 포인트 스트림(333)으로부터 UL 캐리어 신호(332)를 복구하기 위해 변조된 UL 신호 포인트 스트림(333)을 사용하는데, UL 캐리어 신호(332)는 디로테이터(425)에 그리고 UL 재변조기/리인코더(350)(아래에서 설명됨)에 인가된다.
다시 도 10을 참조하면, UL 디코더(335)는 송신기(5)의 대응 UL 인코더(105)에 상보적인 방식으로 작용하며 UL 신호(321-1)를 제공하기 위해, 변조된 UL 신호 포인트 스트림(333)을 디코딩한다. 위에서 주목된 바와 같이, UL 신호(321-1)는 예컨대, 도 3 및 도 7의 신호(4-1) 에 의해 나타나는 바와 같이, 상위 레이어 상에 전달되는 데이터를 나타낸다. UL 디코더(321-1)는, 사실상 LL 신호를 UL 신호 상에서 잡음으로 처리함으로써 UL 내에 전달되는 데이터를 복구한다는 점이 관측된다. 다시 말하면, UL 디코더(335)는 UL 신호(321-1)가 도 4의 신호 공간(89)으로부터 선택되는 심벌을 나타내는 것처럼 작동한다. 재구축된 신호를 감산을 위해 리로테이트하는 것에 대한 대안으로서, 결합된 신호가 감산을 위해 디로테이트될 수있다.
UL 신호(321-1)는 또한 재변조기/리인코더(350)에 인가되는데, 재변조기/리인코더(350)는 UL 캐리어 신호(332)에 응답해서 UL 변조된 신호를 국부적으로 재구축한다. 특히, 재변조기/리인코더(350)는 UL 변조된 신호(351)를 결합기(375)의 음 입력 단자에 제공하기 위해 UL 신호(321-1)를 리인코딩하고 그 후 재변조한다. 잠시 도 12를 참조하면, 예시적인 재변조기/리인코더(350)의 블록도가 도시되어 있다. 재변조기/리인코더(350)는 로테이트 위상 지연 요소(445), 인코더(470), 리로테이터(465) 및 펄스 형성 요소(460)를 포함한다. 인코더(470)는 인코딩된 심벌 스트림(471)을 리로테이터(465)에 제공하기 위해 UL 신호(321-1)를 리인코딩하고 매핑하는데, 리로테이터(465)는 상위 레이어 캐리어 복구 요소(440)에 의해 결정되는 바와 같이, 인코딩된 심벌 스트림(471)을 국부적으로 생성된 UL 캐리어 주파수의 지연된 버전에 의해 리로테이트한다. 리로테이터(465)로부터의 출력 신호는 펄스 형성 요소(460)에 인가되는데, 펄스 형성 요소(460)는 UL 변조된 신호(351)를 제공하기 위해, 재구축된 신호를 추가적으로 형성한다.
다시 도 10을 보면, 결합기(375)는 방금 수신된 LL 변조된 신호 즉, LL 변조된 신호(376)를 나타내는 신호를 제공하기 위해, 재심플링된 멀티-레벨 신호(316)의 지연되고 등화된 버전(신호 346)으로부터 UL 변조된 신호(351)를 감산하는데, LL 변조된 신호(376)는 또한 지연/등화기 요소(345)의 등화기의 탭(미도시)을 갱신하는데 사용될 수 있다. 결합기(375)로의 두 개의 입력 신호는 동일한 샘플링 레이트, 일반적으로 상위 레이어 심벌 레이트의 정수배이다. 지연/등화기 요소(345)의 예시적인 블록도가 도 13에 도시되어 있다. 지연/등화기 요소(345)는 신호 지연 요소(450)와 등화기(455)를 포함한다. 신호 지연 요소(450)는 UL 복조기(330), 디코더(335) 및 재변조기/리인코더(350)를 통한 신호 처리 경로에서의 지연을 보상한다; 한편 등화기(455)는 동조기 내의 신호 경로 상의 틸트(tilt)와 같은 선형 왜곡을 제거하는 것을 시도해서, 사실상 결합기(375)는 깨끗한 LL 변조된 신호(376)를 제공하기 위해 재샘플링된 멀티-레벨 신호(316)로부터 가능한 한 많은 UL 신호를 제거한다. 다시 말하면, LL 신호를 복조 및 디코딩하기 전에 UL 신호를 최적으로 제거하도록, 재샘플링된 멀티-레벨 신호(316)의 UL 성분을 국부적으로 재구축된 UL 변조된 신호(351)에 최적으로 매칭시키기 위해 등화가 수행된다.
다시 도 10으로 돌아가면, LL 변조된 신호(376)가 이후 LL 복조기(390)에 인가되는데, LL 복조기(390)는 복조된 LL 신호 포인트 스트림(391)에 의해 나타나는 바와 같이 복조된 LL 신호를 복구한다. LL 복조기(390)의 예시적인 블록도가 도 14에 도시되어 있다. LL 복조기(390)는 디지털 리샘플러(515), 정합 필터(520), 타이밍 복구 요소(535), 디로테이터(525), 및 캐리어 복구 요소(540)를 포함한다. LL 변조된 신호(376)는 디지털 리샘플러(515)에 인가되는데, 디지털 리샘플러(515)는 LL 신호를 초기 LL 처리 레이트로 유도하기 위해 LL 타이밍 신호(536)를 사용해서 LL 변조된 신호(376)을 재샘플링하며, 초기 LL 처리 레이트는 일반적으로 하위 레이어 심벌 레이트의 정수배이다. 디지털 리샘플러(515)는 타이밍 복구 요소(535)와 함께 작동한다. 리샘플링된 LL 변조된 신호(516)는 정합 필터(520)에 인가되는데, 이 정합 필터(520)는 디로테이터(525)와 위에서 언급된 타이밍 복구 요소(535) 모두에 필터링된 신호를 제공하기 위해 LL 캐리어 주파수에 대해 리샘플링된 LL 변조된 신호(516)를 필터링 및 형성하기 위한 대역-통과 필터인데, 타이밍 복구 요소(535)는 LL 타이밍 신호(536)를 생성한다. 디로테이터(525)는 디로데이트 즉, 변조된 LL 신호 포인트 스트림(391)을 제공하기 위해 필터링된 신호로부터 캐리어를 제거하는데, 변조된 LL 신호 포인트 스트림(391)은 또한 캐리어 복구 요소(540)에 인가된다. 캐리어 복구 요소(540)는 복구된 LL 캐리어 신호를 디로테이터(525)에 제공하기 위해 복조된 LL 신호 포인트 스트림(391)을 사용한다.
다시 한 번 도 10으로 돌아가면, H-L 먹스(395)가 복조된 UL 신호 포인트 스트림(333)과 복조된 LL 신호 포인트 스트림(391)을 수신한다. 본 발명의 원리에 따라, H-L 먹스(395)는 복조 모드 신호(389)의 함수로서의 처리 및 LL 디코더(340)로의 후속적인 인가를 위해 UL 신호 포인트 스트림(333) 또는 LL 신호 포인트 스트림(391) 중 하나를 선택한다. 복조 모드 신호(389)가 레이어된 복조를 나타내는 경우, H-L 먹스(395)는 처리를 위해 LL 신호 포인트 스트림(391)을 선택한다. 그러나, 복조 선택 신호(389)가 계층적인 복조인 경우, H-L 먹스(395)는 처리를 위해 UL 신호 포인트 스트림(333)을 선택한다.
이제 도 15에 주목해야 하는데, 도 15는 H-L 먹스(395)의 예시적인 블록도를 도시한다. H-L 먹스(395)는 멀티플렉서(먹스)(565)와 대수-우도 비(LLR) 룩-업 테이블(LUT)(570)을 포함한다. H-L 먹스(395)로의 입력 신호는 수신 신호 포인트 값(UL 또는 LL로부터 중 하나)이며 H-L 먹스(395)의 출력 신호는 일정 비트가 수신되는 확률을 나타내는 소프트 값(soft value)이다. 특히, 먹스(565)는 위에서 설명된 바와 같이 복조 모드 신호(389)의 함수로서, UL 신호 포인트 스트림(333) 또는 LL 신호 포인트 스트림(391) 중 하나를 선택하며 선택된 신호를 수신 신호(566)로서 제공한다. 이와 같이, 수신 신호(566)는 수신 신호 포인트 스트림으로서, 각각의 수신 신호 포인트는 신호 공간 내에서 동상(IREC) 성분(572)과 구조(QREC) 성분(571)을 갖는다. 이는 수신 신호 포인트(ZREC)에 대해 도 16에서 추가적으로 되시되어 있는데, 여기서,
Z = Irec + jQrec (1)
이다.
각각의 수신 신호 포인트의 IREC 및 QREC 성분은 LLR LUT(570)에 인가된다. LLR LUT(570)는 도 17에 도시된 바와 같이 미리 계산된 LLR 값의 LUT(599)를 저장한다. 특히, LUT(599)의 각각의 행은 특정 I 성분 값(I행 값)과 연관되며 한편, LUT(599)의 각각의 열은 특정 Q 성분 값(Q열 값)과 연관된다. LUT(599)는 L행과 J열을 구비한다. LLR LUT(570)는 입력 어드레스를 형성하기 위해 수신 신호(566)의 수신 신호 포인트의 IREC 및 QREC 성분 값을 양자화하는데, 입력 어드레스는 각각의 미리 계산된 LLR을 LUT(599)로부터 선택하기 위한 LUT(599)로의 지수로서 사용된다. 각각의 하위-레이어 심벌 구간(TLL)에서 선택된 LLR은 신호(396)를 통해 LL 디코더(340)로 제공된다. 예컨대, 신호(566)의 IREC 성분 값은 제 1행에 양자화되고 신호(566)의 QREC 성분 값은 제1 열로 양자화되며, 이후 LLR(598)이 선택되며 도 15의 신호(396)를 통해 도 10의 LL 디코더(340)로 제공될 것이다.
본 발명의 개념 이외에, 그리고 당해 기술에서 알려진 바와 같이, 소정의 비트 대 심벌 매핑(M(bi))에서, M은 목표 심벌이며, bi=0, 1, ... B-1은 매핑될 비트로서, 여기서 B는 각각의 심벌 내의 비트의 수이며(예컨대, B는 QPSK에 대해 2비트이고, 8-PSK에 대해 3비트 등일 수 있다.), B 비트 값의 i번째 비트에 대해 대수-우도 비 함수는:
LLR(i,z)=log[(prob(bi=1)|z))/(prob(bi=0|z))]; (2)
이며, 여기서 bi는 신호 공간 내의 i번째 비트이며 z는 신호 공간 내의 수신 신호 포인트이다. "prob(bi=1|z)"라는 표식은 신호 포인트(z)가 수신되는 경우 i번째 비트가 "1"일 확률을 나타낸다. 유사하게, "prob(bi=0|z)"라는 표식은 신호 포인트(z)가 수신되는 경우 i번째 비트가 "0"일 확률을 나타낸다.
2차원 신호 공간에서, 방정식(2) 내에서의 확률은:
Figure 112005065654252-pct00001
(3)
의 확률 밀도 함수(PDF)를 갖는 가산성 가우시안 백색 잡음(AWGN)을 기초로 한다는 것이 전제된다.
따라서, 소정의 비트와 수신된 신호 포인트에 대한 LLR은 다음과 같이 정의된다:
Figure 112005065654252-pct00002
(4)
소정의 수신 신호 포인트(z)에 대한 LLR은 z의 함수, 목표 심벌(M), 및 rms 잡음 레벨(σ)이라는 것이 방정식(4)으로부터 관측될 수 있다. LLR은 또한 "소프트 메트릭(soft metric)"의 하나의 예이다.
LLR 비의 계산의 그림을 이용한 예시가 도 18 및 도 19에 도시되어 있다. 도 18은 예시적인 LL 심벌 배열을 도시한다. 간략함을 위해, 4개의 심벌 QPSK(구조 위상 변환 키)배열이 도시되어 있으나, 다른 크기와 형태의 심벌 배열 예컨대, 8-PSK에 대해 3비트, 16-QAM에 대해 4비트, 계층적인 16-QAM 등이 또한 사용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 도 18로부터 관측되는 바와 같이, 신호 공간(89) 내에 4개의 심벌이 존재하는데, 각 심벌은 특정 2비트 매핑[b1, b0]과 연관된다. 이제 도 19를 보면, 수신 신호 포인트(z)가 신호 공간(89)의 심벌에 대해 도시되어 있다. 수신 신호 포인트(z)는 신호 공간(89)의 각각의 심벌로부터 상이한 거리(di)에 위치된다는 점이 도 19로부터 관측될 수 있다. 예컨대, 수신 신호 포인트(z)는 2비트 매핑 "01"과 연관된 심벌로부터 거리(d4)에 위치된다. 이와 같이, LLR(b0)는:
ln[(확률(b0)은 1)/(확률(b0)은 0)]; 또는 (5A)
ln[(확률(심벌(01 또는 11))/(확률(심벌(00 또는 10))]; 또는 (5B)
Figure 112005065654252-pct00003
(5C)
이며, 한편 LLR(b1)은:
ln[(확률(b1)은 1)/(확률(b1)은 0)]; 또는 (6A)
ln[(확률(심벌(10 또는 11))/(확률(심벌(00 또는 01))];또는 (6B)
Figure 112005065654252-pct00004
(6C)
이다.
도 15로 돌아가면, LLR LUT(570)(즉, LUT(599))는 수신기(30)의 각각의 모드에 따라, 계층적인 LLR 값(573) 또는 레이어된 LLR 값(574) 세트 중 하나로 초기화된다는 점이 관측될 수 있다. 예컨대, 레이어된 LLR 값은 도 4, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 LL 심벌 배열에 대해 선험적으로 계산된다; 한편 계층적인 LLR 값은 도 5에 도시되고 도 20에 다시 도시된 하나와 같은 결합된 심벌 배열에 대해 선험적으로 계산된다. 다시 말하면, LL에 대한 계층적인 LLR은 - LL 신호 공간(예컨대, 도 4의 신호 공간(89))에 대해서가 아니라 - 결합된 신호 공간(예컨대, 도 5 의 신호 공간(79))에 대해 결정된다. 매 수신 신호 포인트(z)에 대해, 신호 공간(79)의 각 심벌과 수신 신호 포인트(z) 사이의 거리가 결정되며 LLR 계산시에 사용된다. 간략함을 위해, 이들 거리(di)중 일부만이 도 20에 도시되어 있다. 계층적인 LLR 값(573)과 레이어된 LLR 값(574)은 여러 가지 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 수신기(30)는 두 개의 엔드포인트(송신기(5)와 수신기(30)) 사이의 통신을 시작하거나 재초기화하는 동안 송신기(5)에 의해 제공되는 예컨대, 트레이닝 신호를 사용해서 계산을 수행할 수 있다. 당해 기술에 공지된 바와 같이, 트레이닝 신호는 미리 정해진 신호 예컨대, 수신기에 대해 선험적으로 공지되어 있는 미리 정해진 심벌 시퀀스이다. 미리 정해진 "핸드셰이킹(handshaking)" 시퀀스는 엔드포인트간에 데이터를 전달하기 전에 발신을 교환하는 것으로, 추가적으로 정의될 수 있다. 대안적으로, 계산은 원격으로 예컨대 송신기(5)의 위치에서, 수행되어 대역내 또는 대역외 발신 채널을 통해 수신기(30)로 보내질 수 있다(이는 심지어 다이얼-업 설비(유선 및/또는 무선)(미도시)를 통할 수 있다). 대안적으로, 계산은 분석적으로 수행될 수 있으며 수신기의 제조시에 메모리에 미리 프로그래밍된 계층적인 LLR 값(573) 또는 레이어된 값(574)일 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 디코더(340)는 신호(396)를 통해 LLR 시퀀스(소프트 입력 데이터)를 수신하며, 신호(396)로부터 LL 신호(321-2)를 제공한다. LL 디코더(340)는 LL 인코더(110)와 상보적인 방식으로 작동한다. LL 디코더(340)는 또한 소프트-입력-소프트-출력 디코더일 수 있으며, 소프트 출력 값을 제공하는데, 소프트 출력 값은 이후 LL 신호(321-2)를 형성하기 위해 추가적으로 처리된다(미도시)는 점이 또한 주목되어야 한다.
따라서, 레이어된 복조 모드에서, 그리고 도 10으로부터 관측되는 바와 같이, 수신기(30)는 UL 복조기(330)와 디코더(335)를 통해 UL 신호를 우선 복구함으로써 수신 신호를 순차적으로 복조한다. 복구된 UL 신호는 이후 LL 복조기(390)에 의한 복조를 위해 LL 신호를 언커버하도록 수신 신호로부터 감산하기 위해 리인코딩되고 재변조된다. 결과적인 복조된 LL 신호 포인트 스트림(391)은 이후 LL 심벌 배열에 대해, 소프트 입력 데이터, 예컨대 LLR을 생성하도록 처리된다. 대조적으로, 계층적인 복조 모드에서, UL 신호 포인트 스트림(333)이 복구되어, 그로부터 LL 신호가 이후 즉시 결정된다. 이는 본 명세서에서 동시적인 디코딩 모드로 언급된다. 특히, UL 신호 포인트 스트림(333)은 소프트 입력 데이터로부터 LL 데이터를 복구하기 위해 소프트 입력 데이터, 예컨대 LLR을 생성하도록 처리된다.
H-L 먹스(395)의 다른 변형이 가능하다. 예컨대, 도 21은 하나의 예를 도시하는데, 두 개의 별개의 룩-업 테이블(555 및 560)이 먹스(565) 앞에 위치되며, 먹tm(565)는 복조 모드 신호(389)에 따라 적당한 신호(신호(556) 또는 신호(561) 중 하나)를 선택한다.
본 발명의 원리에 따른 다른 실시예가 도 22에 도시되어 있다. 예시적으로, 본 실시예에서, 통합 복조기/디코더(320')는 계층적인 작동 모드일 때, 수신 신호를 순차적으로 디코딩한다. 계층적인 변조 기반 신호의 순차적인 디코딩을 위해, 수신기는 우선 UL 신호를 디코딩하고 이후 LL 신호를 디코딩한다. 도 22로부터 관 측되는 바와 같이, 통합 복조기/디코더(320')는 결합기, 또는 가산기(380), 지연 요소(355) 및 H-L먹스(395')의 추가를 제외하고, 도 10의 통합 복조기/디코더(320)와 유사하다. 지연 요소(355)는 UL 디코더(335), 인코더(470) 등의 처리 지연에 대해 보상한다. 예시적으로, 가산기(380)는 지연되고 복조된 UL 신호 포인트 스트림(333')과 심벌 스트림(471)을 입력 신호로서 수신하는데, 심벌 스트림(471)은 도 12에 도시된 바와 같이 UL 재변조기/리인코더(350)로부터 이용가능하다. 결합기(380)는 H-L 먹스(395')의 입력에 LL 신호 포인트 스트림(381)을 제공하기 위해 지연되고 복조된 UL 신호 포인트 스트림(333')으로부터, 인코딩된 심벌 스트림(471)을 감산한다. 이전과 같이, H-L 먹스(395')는 인가된 신호, 여기서는, LL 신호 포인트 스트림(381) 또는 복조된 LL 신호 포인트 스트림(391) 중 하나를 선택된 복조 모드의 함수로서 선택한다.
H-L 먹스(395')의 블록도가 도 23에 도시되어 있다. 본 예에서, H-L 먹스(395')는 먹스(565)와 LLR 계산기(580)를 포함한다. 먹스(565)는 수신 신호 포인트 스트림(566)을 제공하기 위해, 복조 모드 신호(389)의 함수로서 LL 신호 포인트 스트림(381) 또는 복조된 LL 신호 포인트 스트림(391) 사이에서 선택한다. 수신 신호 포인트 스트림(566)은 LLR 계산기(580)에 의해 나타나는 바와 같은 소프트 데이터 생성기로 인가되는데, LLR 계산기(580)는 위에서 설명된 바와 같이, LLR 데이터(396)를 LL 디코더(340)로 제공한다.
이제 도 24에 주목해야 하는데, 도 24는 도 1의 수신기(30)에서 사용하기 위한 프로세서의 본 발명의 원리에 따른 예시적인 흐름도를 도시한다. 단계(605)에 서, 수신기(30)는 다수의 복조 모드 중 하나를 선택한다. 예시적으로, 적어도 두 개의 복조 모드: 계층적인 복조와 레이어된 복조가 존재한다. 위에서 주목된 바와 같이, 이러한 선택은 예컨대, 점퍼 설정, 수신기(30)의 구성 스크린(미도시), 또는 대역외 또는 대역내 발신 채널 상에 송신되는 데이터로부터 수행될 수 있다. 단계(610)에서, 수신기(30)는 멀티-레벨 신호를 수신한다. 단계(615)에서, 수신기(30)는 선택된 복조 모드의 함수로서 수행할 복조 프로세스를 결정한다. 복조 모드가 계층적인 경우, 수신기(30)는 단계(620)에서 수신 멀티-레벨 신호의 계층적인 복조를 수행한다. 다른 한편, 복조 모드가 레이어된 경우, 수신기(30)는 단계(625)에서 수신 멀티-레벨 신호의 레이어된 복조를 수행한다. 복조 모드의 선택(단계(605))은 멀티-레벨 신호를 수신(단계(610))한 후에 수행될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
본 발명의 개념의 다른 예시적인 실시예가 도 25에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 개념에 관한 부분만이 도시되어 있다. 예컨대, A/D 변환기, 필터, 디코더 등은 간략함을 위해 도시되지 않는다. 본 예시적인 실시예에서, 수신기(미도시)에서 사용하기 위한 집적 회로(IC)(705)는 통합 복조기/디코더(320)와 적어도 하나의 레지스터(710)를 포함하는데, 레지스터(710)는 버스(751)에 연결되어 있다. 버스(751)는 프로세서(750)에 의해 나타나는 바와 같이 수신기의 다른 구성요소의 그리고 그 구성요소로부터의 통신을 제공한다. 레지스터(710)는 하나 이상의 IC(705) 레지스터를 나타내는데, 각 레지스터는 비트(709)에 의해 나타나는 바와 같이 하나 이상의 비트를 포함한다. 레지스터, 또는 IC(705) 레지스터의 일부는 읽기 전용, 쓰기 전용 또는 읽기/쓰기일 수 있다. 본 발명의 원리에 따르면, 통합 복조기/디코더(320)는 수신된 멀티-레벨 변조된 신호를 디코딩하며, 적어도 하나의 비트 예컨대, 레지스터(710)의 비트(709)는 통합 복조기/디코더(320)의 동작을 제어하기 위한 예컨대, 프로세서(750)에 의해 설정될 수 있는, 프로그래머블 비트이다. 도 16과의 관계에서, IC(705)는 IC(705)의 입력 핀 또는 리드(lead)를 통해 처리하기 위한 IF 신호(701)를 수신한다. 이 신호의 유도체(311)는 통합 복조기/디코더(320)에 인가된다. 통합 복조기/디코더(320)는 위에서 설명된 바와 같이 321-K를 통해 출력 신호(321-1)를 제공한다. 통합 복조기/디코더(320)는 내부 버스(711)를 통해 레지스터(710)에 연결되는데, 내부 버스(711)는 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이 통합 복조기/디코더(320)를 레지스터(710)에 인터페이스하기 위한 IC(705)의 다른 신호 경로 및/또는 구성요소를 나타낸다.
위에서 설명된 바와 같이, 그리고 본 발명의 개념에 따라, 수신기는 계층적인 변조와 레이어된 변조 모두를 통합 프레임워크로 처리한다. 본 명세서에서 두 개의 복조 모드만이 설명되었으나, 본 발명의 개념은 이에 제한되지 않으며, 이와 같이, 본 발명의 원리에 따른 수신기는 두 개 보다 많은 복조 모드를 구비할 수 있다. 본 발명의 개념은 소프트 메트릭을 수신하는 LL 디코더(340)와의 관계에서 설명되었으나, LL 디코더(340)가 신호 포인트를 수신할 수 있으며, 이처럼, 위에서 설명된 바와 같이 수신 신호 포인트 데이터로부터 LLR을 수신하도록 수신 신호 포인트 데이터를 추가적으로 처리할 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 이러한 맥락에서, 위에서 설명된 H-L 먹스 요소는 단지, 도 23의 먹스(565)와 같은 수신 신호 포인트 스트림을 선택하기 위한 멀티플렉서이다. TV(35)에 의해 나타나는 바와 같이 디스플레이에 연결되는 수신기와의 관계에서 설명되었으나, 본 발명의 개념은 이에 제한되지 않는다는 것이 또한 주목되어야 한다. 예컨대, 수신기(30)는 분배 시스템 내의 상위 업스트림 예컨대, 중계소에 설치될 수 있으며, 중계소는 이후 콘텐츠를 네트워크의 다른 노드 및/또는 수신기에 재송신한다. 또한, 계층적인 변조와 레이어된 변조가 역방향 호환성 통신 시스템을 제공하는 것과의 관계에서 설명되었으나, 이는 본 발명의 개념의 요건이 아니다. 본 명세서에 설명되고 도시된 특정 요소를 위한 구성요소의 그룹은 단지 예시적이라는 것이 또한 주목되어야 한다. 예컨대, UL 디코더(335)와 LL 디코더(340) 중 하나 또는 모두는 요소(320) 외부에 있을 수 있는데, 요소(320)는 이때 본질적으로, 적어도 복조된 상위 레이어 신호와 복조된 하위 레이어 신호를 제공하는 복조기이다.
이와 같이, 앞의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시하며 따라서 당업자는,본 명세서에 명시적으로 설명되어 있지는 않으나 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는, 다양한 대안적인 배열을 고안할 수 있을 것이라는 점이 인식될 것이다. 예컨대, 별개의 기능적인 요소의 관계로 예시되어 있으나, 이들 기능적인 요소는 하나 이상의 집적 회로(IC) 상에 구현될 수 있다. 유사하게, 별개의 요소로 도시되어 있으나, 임의의 또는 모든 요소는 저장된-프로그램 제어된 프로세서 예컨대, 연관된 소프트웨어를 실행하는 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 마이크로프로세서로 이행될 수 있는데, 연관된 소프트웨어는 예컨대, 도 24에 도시된 하나 이상의 단계에 대응한다. 또한, 별개의 요소로 도시되어 있으나, 요소는 요소의 임의의 조합으로 된 상이한 유닛 내에 분포될 수 있다. 예컨대, 수신기(30)는 TV(35)의 일부일 수 있다. 따라서, 예시적인 실시예에 대해 다수의 변형이 이루어질 수 있으며, 첨부된 청구항에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다른 배열이 고안될 수 있다는 점이 이해된다.
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 이용 가능하며 더욱 특히 위성-기반 통신 시스템에 이용 가능하다.

Claims (21)

  1. 수신 신호를 제공하기 위한 다운 컨버터; 및
    수신 신호를 복조하기 위해 적어도 두 개의 복조 모드를 구비하는 복조기로서, 하나의 복조 모드는 계층적인 복조이고 다른 하나의 복조 모드는 레이어된 복조인, 복조기를 포함하는 수신기로서, 상기 복조기는,
    복조된 상위 레이어 신호를 제공하도록 수신 신호를 처리하기 위한 상위 레이어 복조기;
    디코딩된 상위 레이어 신호를 제공하도록 복조된 상위 레이어 신호를 디코딩하기 위한 상위 레이어 디코더;
    재구축되고 변조된 상위 레이어 신호를 제공하기 위해, 디코딩된 상위 레이어 신호에 응답하는 상위 레이어 재변조기/리인코더;
    수신 신호를 재구축되고 변조된 상위 레이어 신호와 결합해서, 수신된 하위 레이어 신호를 제공하도록 수신 신호의 상위 레이어 신호 성분이 수신 신호로부터 실질적으로 축소되게 하는, 결합기;
    복조된 하위 레이어 신호를 제공하기 위해, 수신된 하위 레이어 신호를 처리하기 위한 하위 레이어 복조기;
    복조된 하위 레이어 신호 또는 복조된 상위 레이어 신호 중 하나로부터 유도되는 하위 레이어 신호를 제공하기 위한 선택기; 및
    디코딩된 하위 레이어 신호를 제공하도록 하위 레이어 신호를 디코딩하기 위한 하위 레이어 디코더
    를 포함하는, 수신기.
  2. 제1 항에 있어서,
    복조기는, 다수의 복조 모드 중 어느 하나가 복조기에 의해 수행되는지 지정하는 복조 모드 신호에 응답하는, 수신기.
  3. 제1 항에 있어서,
    선택기는, 하위 레이어 신호를 유도하는데 사용하기 위해 복조된 하위 레이어 신호 또는 복조된 상위 레이어 신호 중 하나를 선택하기 위한 복조 모드 신호에 응답하는, 수신기.
  4. 제3 항에 있어서,
    선택기는, 하위 레이어 신호를 유도하는데 사용하기 위해 대수-우도 비(LLR) 룩-업 테이블 중 하나를 선택하기 위한 복조 모드 신호에 응답하는, 수신기.
  5. 제4 항에 있어서,
    수신 신호를 등화시키기 위해 수신 신호와 결합기 사이에 배치되는 등화기를 더 포함하는, 수신기.
  6. 수신 신호를 제공하기 위한 다운 컨버터; 및
    수신 신호를 복조하기 위해 적어도 두 개의 복조 모드를 구비하는 복조기로서, 하나의 복조 모드는 계층적인 복조이고 다른 하나의 복조 모드는 레이어된 복조인, 복조기를 포함하는 수신기로서, 상기 복조기는,
    복조된 상위 레이어 신호를 제공하도록 수신 신호를 처리하기 위한 상위 레이어 복조기;
    디코딩된 상위 레이어 신호를 제공하도록 복조된 상위 레이어 신호를 디코딩하기 위한 상위 레이어 디코더;
    재구축되고 변조된 상위 레이어 신호와 재구축되고 인코딩된 상위 레이어 신호를 제공하기 위해 디코딩된 상위 레이어 신호에 응답하는 상위 레이어 재변조기/리인코더;
    수신 신호를 재구축되고 변조된 상위 레이어 신호와 결합해서, 수신된 하위 레이어 신호를 제공하도록 수신 신호의 상위 레이어 신호 성분이 수신 신호로부터 실질적으로 축소되게 하는, 결합기;
    복조된 상위 레이어 신호를 재구축되고 인코딩된 상위 레이어 신호와 결합해서 제1 복조된 하위 레이어 신호를 제공하도록, 복조된 상위 레이어 신호의 상위 레이어 심벌 성분이 실질적으로 축소되게 하는, 결합기;
    제2 복조된 하위 레이어 신호를 제공하도록, 수신된 하위 레이어 신호를 처리하기 위한 하위 레이어 복조기;
    제1 복조된 하위 레이어 신호 또는 제2 복조된 하위 레이어 신호 중 하나로부터 유도되는 하위 레이어 신호를 제공하기 위한 선택기; 및
    디코딩된 하위 레이어 신호를 제공하도록 하위 레이어 신호를 디코딩하기 위한 하위 레이어 디코더
    를 포함하는, 수신기.
  7. 제6 항에 있어서,
    선택기는,
    하위 레이어 신호를 유도하는데 사용하기 위해, 복조된 하위 레이어 신호 또는 복조된 상위 레이어 신호 중 하나를 선택하기 위한 복조 모드 신호에 응답하는, 수신기.
  8. 제7 항에 있어서,
    선택기는, 선택 신호를 소프트 입력 데이터로 변환하기 위한 소프트 입력 생성기를 더 포함하는데, 소프트 입력 데이터는 이후 하위 레이어 신호로서 제공되는, 수신기.
  9. 제8 항에 있어서,
    소프트 입력 생성기는 대수-우도 비 생성기인, 수신기.
  10. 제6 항에 있어서,
    수신 신호를 등화시키기 위해, 수신 신호와 수신 신호용 결합기 사이에 배치되는 등화기를 더 포함하는, 수신기.
  11. 수신기에서 사용하기 위한 방법으로서,
    신호를 수신하는 단계;
    다수의 복조 모드 중 하나를 선택하는 단계로서, 다수의 복조 모드 중 적어도 두 개는 계층적인 복조 모드와 레이어된 복조 모드인, 선택 단계; 및
    선택된 복조 모드에 따라 수신 신호를 복조하는 단계
    를 포함하되, 복조 단계는,
    복조된 상위 레이어 신호와 복조된 하위 레이어 신호를 제공하도록 수신 신호를 복조하는 단계;
    디코딩된 상위 레이어 신호를 제공하도록, 복조된 상위 레이어 신호를 디코딩하는 단계;
    하위 레이어 신호를 제공하기 위해, 복조된 하위 레이어 신호 또는 복조된 상위 레이어 신호 중 하나를, 선택된 복조 모드의 함수로서 선택하는 단계로서, 복조된 하위 레이어 신호는 복조 모드가 레이어된 복조 모드인 경우에 선택되고, 복조된 상위 레이어 신호는 복조 모드가 계층적인 복조 모드인 경우에 선택되는, 선택단계; 및
    디코딩된 하위 레이어 신호를 제공하도록, 하위 레이어 신호를 디코딩하는 단계
    를 포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    선택하는 단계는,
    대수-우도 비(LLR) 룩-업 테이블(LUT)을 복조 모드 신호의 함수로서 선택하는 단계; 및
    하위 레이어 신호를 제공하도록, LLR LUT로부터의 대수-우도 비를 선택 신호의 함수로서 생성하는 단계
    를 포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  13. 수신기에서 사용하기 위한 방법으로서,
    신호를 수신하는 단계;
    다수의 복조 모드 중 하나를 선택하는 단계로서, 다수의 복조 모드 중 적어도 두 개는 계층적인 복조 모드와 레이어된 복조 모드인, 선택 단계; 및
    선택된 복조 모드에 따라 수신 신호를 복조하는 단계
    를 포함하되, 복조 단계는,
    복조된 상위 레이어 신호와 복조된 하위 레이어 신호를 제공하도록, 수신 신호를 복조하는 단계;
    디코딩된 상위 레이어 신호를 제공하도록 복조된 상위 레이어 신호를 디코딩하는 단계;
    리인코딩된 상위 레이어 신호를 제공하도록, 디코딩된 상위 레이어 신호를 리인코딩하는 단계;
    인코딩된 하위 레이어 신호를 제공하도록, 복조된 상위 레이어 신호로부터, 리인코딩된 상위 레이어 신호를 감산하는 단계;
    하위 레이어 신호를 제공하기 위해, 복조된 하위 레이어 신호 또는 인코딩된 하위 레이어 신호 중 하나를, 선택된 복조 모드의 함수로서 선택하는 단계로서, 복조된 하위 레이어 신호는 복조 모드가 레이어된 복조 모드인 경우에 선택되고, 인코딩된 하위 레이어 신호는 복조 모드가 계층적인 복조 모드인 경우에 선택되는, 선택단계; 및
    디코딩된 하위 레이어 신호를 제공하도록, 하위 레이어 신호를 디코딩하는 단계
    를 포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    선택 단계는, 하위 레이어 신호를 제공하기 위해, 선택된 신호로부터 대수-우도 비를 생성하는 단계를 포함하는, 수신기에서 사용하기 위한 방법.
  15. 삭제
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